II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ensiklopedia Ensiklopedia (/énsiklopédia/)

II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Ensiklopedia
Ensiklopedia (/énsiklopédia/) adalah sejumlah tulisan yang berisi penjelasan, yang
menyimpan informasi secara komprehensif dan cepat dipahami serta dimengerti
mengenai keseluruhan cabang ilmu pengetahuan atau khusus. Dalam satu cabang ilmu
pengetahuan tertentu yang tersusun dalam bagian artikel-artikel dengan satu topik
bahasan pada tiap-tiap artikel yang disusun berdasarkan abjad, kategori atau volume
terbitan dan pada umumnya tercetak dalam bentuk rangkaian buku yang tergantung
pada jumlah bahan yang disertakan.
Kata "ensiklopedia" diambil dari bahasa Yunani; enkyklios paideia (ἐγκύκλιος
παιδεία) yang berarti sebuah lingkaran atau pengajaran yang lengkap. Maksudnya
ensiklopedia itu sebuah pendidikan paripurna yang mencakup semua lingkaran ilmu
pengetahuan.
Seringkali
ensiklopedia
dicampurbaurkan
dengan
kamus
dan
ensiklopedia-ensiklopedia awal memang berkembang dari kamus. Perbedaan utama
antara kamus dan ensiklopedia ialah bahwa sebuah kamus hanya memberikan definisi
setiap entri atau lemma dilihat dari sudut pandang linguistik atau hanya memberikan
kata-kata sinonim saja, sedangkan sebuah ensiklopedia memberikan penjelasan secara
lebih mendalam dari yang kita cari. Sebuah ensiklopedia mencoba menjelaskan setiap
artikel sebagai sebuah fenomena. Atau lebih singkat: kamus adalah daftar kata-kata
yang dijelaskan dengan kata-kata lainnya sedangkan sebuah ensiklopedia adalah
sebuah daftar hal-hal yang kadang kala dilengkapi dengan gambar untuk lebih
menjelaskan.
( Anonim,2010a)
2.2
Ilmu Pengetahuan Alam
Ilmu pengetahuan alam atau sains (science) diambil dari kata latin Scientia yang arti
harfiahnya adalah pengetahuan, tetapi kemudian berkembang menjadi khusus Ilmu
Pengetahuan Alam atau Sains. Sains merupakan kumpulan pengetahuan dan proses.
Sains adalah kumpulan pengetahuan dan cara-cara untuk mendapatkan dan
mempergunakan pengetahuan itu. Sains merupakan produk dan proses yang tidak
dapat dipisahkan.
Sains sebagai proses merupakan langkah-langkah yang ditempuh para ilmuwan untuk
melakukan penyelidikan dalam rangka mencari penjelasan tentang gejala-gejala alam.
Langkah tersebut adalah merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, merancang
eksperimen, mengumpulkan data, menganalisis dan akhimya menyimpulkan. Dari sini
tampak bahwa karakteristik yang mendasar dari Sains ialah kuantifikasi artinya gejala
alam dapat berbentuk kuantitas.
( Anonim,2010b)
2.3
Tata Surya
Sampai saat ini teori lanetesimal telah menghasilkan banyak hal baru dalam
cosmogony. Pada dasarnya untuk mempelajari Tata Surya ada enam hal yang
dijadikan syarat batas, yaitu;
1. Tata Surya terdiri dari objek-objek benda langit yang bergerak
pada bidang orbit yang dikontrol oleh gravitasi Matahari.Objek ini mengalami
tekanan radiasi atau ber interaksi dengan (angin Matahari) solar wind.
2.
Hal pertama yang perlu kita ketahui adalah massa total objek di dalam Tata Surya
menunjukkan fraksi kurang dari 0,0015 massa Matahari dan yang kedua adalah
kebanyakan dari anggota Tata Surya mengorbit dekat dengan bidang ekuator
Matahari.
3.
Planet merupakan objek yang massive di dalam Tata Surya, memiliki
Orbit yang hampir lingkaran, mengitari Matahari, dan berada pada
rentang jarak heliosentrik antara 0,4 – 40 AU. Diameternya berkisar
antara ribuan kilometer sampai lebih dari 100000 km.
4.
Di antara lintasan Mars dan Jupiter, terdapat benda-benda kecil yang
sebagai Asteroid atau planet minor. Asteroid mengorbit
Dikenal
mengitari Matahari
dan berdiameter dari beberapa meter sampai dengan beberapa ratus kilometer.
5.
Komet, objek yang lebih kecil dengan radius sekitar beberapa kilometer dan
bergerak dalam orbit elip memiliki inklinasi tinggi terhadap bidang orbit Bumi,
disebut juga bidang ekliptika. Objek lainnya adalah satelit,ang mengorbit
mengitari planet.
6.
Medium antar planet (interplanetary medium), dalam Tata Surya terdiri dari
butiran-butiran debu dan plasma. Plasma terdiri dari electron dan ion, yang
sebagian besar berada didalam korona Matahari.
( Anonim,2010c)
a. Mekanika Sistem Tata Surya
Gambar 1. Anggota Tata Surya planet dan asteroid, komet bergerak
dalam kaedah hukum Mekanika Sistem Tata Surya kita.
2.4 Pemodelan Dan Simulasi
2.4.1 Model
Sebuah model adalah representasi yang disederhanakan dari suatu sistem di beberapa
titik tertentu dalam waktu atau ruang dimaksudkan untuk mempromosikan
pemahaman tentang sistem nyata.
2.4.2 Simulasi
Simulasi merupakan teknik atau cara penyelesaian persoalan melalui pengolahan data
operasi sistem imitasi untuk memperoleh data output penyelidikan atau percobaan
penelitian sebagai bahan solusi persoalan ataupun sebagai bahan masukan dalam
rangka pengembangan dan perbaikan struktur dan operasi sistem ril.
Penggunaan sistem maya sebagai imitasi dari suatu sistem ril dapat memberikan
keleluasaan dan kemudahan dalam melakukan penyelidikan dan percobaan penelitian
dalam rangka penyelesaian persoalan. Simulasi dapat dirancang untuk menghasilkan
output mengenai kemampuan dan kehandalan sistem serta karakteristik dan keadaan
sistem sebagai masukan dalam rangka pengkajian pengembangan sistem dan optimasi
hasil operasi sistem. Simulasi dapat diterapkan untuk menggantikan dan mewakili
pelaksanaan penyelidikan dan percobaan penelitian ril yang dihadapkan dengan
masalah ongkos yang mahal, resiko fatal, waktu yang terbatas dan sarana yang tidak
memadai.
Pemodelan dan Simulasi adalah suatu disiplin untuk mengembangkan tingkat
pemahaman interaksi antara bagian-bagian dari sistem, dan sistem secara keseluruhan.
Tingkat pemahaman yang mungkin akan dikembangkan melalui disiplin ini jarang
dicapai melalui setiap disiplin lainnya.
Sebuah sistem dipahami sebagai suatu entitas yang mempertahankan keberadaannya
melalui interaksi bagian-bagiannya. Sebuah model adalah representasi yang
disederhanakan dari sistem yang sebenarnya dimaksudkan untuk mempromosikan
pemahaman. Apakah model adalah model yang baik atau tidak tergantung pada sejauh
mana itu mempromosikan pemahaman.
(Napitupulu,2009)
2.4.3 Model 3D
model 3D merupakan sebuah objek 3D menggunakan koleksi poin dalam ruang 3D,
dihubungkan dengan berbagai entitas geometris seperti segitiga, garis, permukaan
melengkung, dan lain-lain menjadi pengumpulan data
(poin dan informasi lainnya), model 3D dapat dibuat dengan tangan , algorithmically (
model prosedural ), atau scan .
Saat ini, model 3D digunakan dalam berbagai bidang. Industri medis menggunakan
model rinci organ. Industri film menggunakan mereka sebagai karakter dan objek
untuk animasi dan kehidupan nyata film sektor ilmu menggunakan mereka sebagai
model yang sangat rinci tentang senyawa kimia. Industri Arsitektur menggunakan
mereka untuk menunjukkan bangunan yang diusulkan dan lanskap melalui Model
Arsitektur Perangkat Lunak . Komunitas rekayasa menggunakan mereka sebagai
desain perangkat baru, kendaraan dan struktur serta sejumlah kegunaan lain. Dalam
dekade belakangan ini, ilmu bumi masyarakat telah mulai menyusun model 3D
geologi sebagai standar praktek.
( Anonim,2010d)
2.5 Interaksi Manusia dengan komputer
Model interaksi membantu untuk memahami apa yang terjadi pada interaksi antara user
dan sistem. Model mengakomodasi apa yang diinginkan user dan yang dilakukan sistem.
Interaksi Manusia dan Komputer (IMK) atau Human-Computer Interaction (HCI)
adalah ilmu yang mempelajari tentang bagaimana mendesain, mengevaluasi, dan
mengimplementasikan sistem komputer yang interaktif sehingga dapat digunakan oleh
manusia dengan mudah. Interaksi adalah komunikasi dua arah antara manusia (user) dan
sistem komputer. Interaksi menjadi maksimal apabila kedua belah pihak mampu
memberikan stimulan dan respon (aksi & reaksi) yang saling mendukung. Jika salah satu
tidak bisa, maka interaksi akan mengalami hambatan atau bahkan menuju pembiasan
tujuan.
IMK berkaitan dengan aspek-aspek interaksi antara manusia dan komputer sehingga
dapat mencapai kondisi yang senyaman mungkin ketika pengguna bekerja di depan
komputer
untuk
selang
waktu
yang
lama.
Fokus IMK adalah perancangan dan evaluasi antarmuka pemakai (user interface). User
interface adalah bagian sistem komputer yang memungkinkan manusia berinteraksi
dengan komputer dan menghasilkan sistem yang bermanfaat (usable) dan aman (safe),
artinya sistem tersebut dapat berfungsi dengan baik. Sistem tersebut bisa untuk
mengembangkan dan meningkatkan keamanan (safety), utilitas (utility), ketergunaan
(usability), efektifitas (efectiveness) dan efisiensinya (eficiency).
(Subakti,2006)
2.5.1 Komponen Interaksi Manusia dan Komputer
a. User
User adalah pengguna secara individu, kelompok pengguna yang bekerja
Sama, atau kelompok organisasi yang berhubungan dengan bagian yang
sama dari suatu proses atau kerja. Pengguna berusaha menyelesaikan
pekerjaanya dengan menggunakan bantuan teknologi.
b. Interaksi
Interaksi merupakan komunikasi antara pengguna (User) dengan komputer baik
secara langsung maupun tidak langsung. Interaksi tersebut melibatkan suatu dialog
dengan umpan balik dan kontrol hasil kinerja dari suatu kerja. Interaksi yang baik
antara pengguna dengan pemberi dapat memberikan suatu kemudahan dalam
melakukan pekerjaan sehingga dapat menghasilkan suatu hasil yang diinginkan
tepat waktu.
c. Manusia (Humans)
Dalam hal ini manusia di golongkan kedalam empat kriteria yaitu manusia sebagai
pengguna atau User, manusia sebagai salah satu yang merancang sistem komputer
itu ada, pengguna seharusnya dalam al ini menjadi prioritas yang utama, dan yang
terakhir manusia sebagai Brainware yaitu orang yang menjalankan atau orang yang
menggunakan kemampuan logikanya untuk bekerjasama dengan komputer.
d. Komputer
Komputer adalah suatu teknologi yang digunakan untuk mengontrol suatu proses
atau sebuah sistem. Komputer ada bermacam-macam mulai dari komputer yang
berskala kecil atau desktop sampai komputer dengan skala besar seperti komputer
super. Komputer juga dapat ditempelkan (Embeded system) ke suatu benda.
(Subakti,2006)
2.6 Library AR Toolkit
Fokus dari 3D Graphic visualization adalah bagaimana menampilkan objek virtual ke
dunia real secara real-time dengan menggunakan aplikasi ARToolkit. Dibutuhkan
kamera untuk input video serta untuk men-tracking posisi dan orientasi terhadap
marker yang ada di dunia real, marker sebagai tempat dimana objek 3D akan
ditampilkan, dan komputer untuk komputasi proses dan menampilan. Pembuatan
aplikasi AR harus mengacu pada outline berikut :
1. Menginisialisasi video capture, membaca file pola marker, dan parameter
kamera.
2. Menangkap frame video.
3. Mendeteksi marker dan mengenali pola marker yang tertangkap pada
frame video.
4. Mengkalkulasi nilai posisi dan orientasi kamera relatif terhadap marker.
5. Menggambar objek virtual diatas pola marker yang terdeteksi.
6. Menghentikan pengambilan video dan proses lain.
Proses 2 sampai dengan 5 akan diulang secara terus menerus sampai aplikasi ini selesai,
sementara proses 1 dan 6 hanya dijalankan pada saat inisialisasi dan selesainya aplikasi.
1. Initialize the video capture and read in the marker pattern files and camera parameters
2. Grab a video input frame.
3. Detect the markers and recognized patterns in the videoinput frame.
4. Calculate the camera transformation relative to the detected
patterns.5. Draw the virtual objects on the detected patterns.
the video capture down.
Berikut adalah contoh main code suatu source code aplikasi ARToolkit:
6. Close
int main(int argc, char **argv)
{
init();
arVideoCapStart();
argMainLoop( NULL, keyEvent, mainLoop );
return 0 ;
}
Step 1. Yang diwakili oleh fungsi init(); adalah tahap inisialisasi untuk memulai
pengambilan gambar dari kamera, membaca parameter marker dan kamera, serta
membuka window untuk menampilkan gambar. Selanjutnya aplikasi memasuki real-time
state dengan memanggil fungsi pengambilan video yaitu fungsi
arVideoCapStart();
Kemudian dimulailah proses 2 sampai 5 yang merupakan bagian utama dari aplikasi
ARToolkit dimana pada contoh diatas terdapat di dalam fungsi argMainLoop( NULL,
keyEvent, mainLoop ), Pada proses ke-5 yaitu menggambar objek virtual, pola marker akan
diwakili oleh fungsi draw(); yang dipanggil didalam argMainLoop( NULL, keyEvent,
mainLoop ); Fungsi ini terdiri dari 3 bagian yaitu: inisialisasi (initialize rendering); yaitu
melakukan 3D rendering dengan cara memerintahkan ARToolkit untuk melakukan rendering
objek 3D dan membangun suatu state minimal untuk OpenGL, men-setup matrix, dan
menggambar objek 3D (render object). Berikut adalah source code dari fungsi draw() :
double gl_para[16];
GLfloat mat_ambient[]
= {0.0, 0.0, 1.0, 1.0};
GLfloat mat_flash[]
= {0.0, 0.0, 1.0, 1.0};
GLfloat mat_flash_shiny[]= {50.0};
GLfloat light_position[] = {100.0,-200.0,200.0,0.0};
GLfloat ambi[]
= {0.1, 0.1, 0.1, 0.1};
GLfloat lightZeroColor[] = {0.9, 0.9, 0.9, 0.1};
(Azuma, 2010)
2.7 AR Tracking
Bagian ini menerangkan lebih lanjuttentang cara kerja ARtoolki, yaitu terutama proses
mengidentifikasi marker dari video input frame sampai ditampilkannya objek virtual di
atas marker. ARToolkit mendeteksi marker berdasarkan basic corner approach.
Penjelasan singkat tentang prinsip ini dapat dilihat pada gambar berikut :
a. Original image
b. Thresholded image
c. Connected component
e. Extracted marker edges
and corners
d. Contours
f. Fitted square
Gambar 3. Pendeteksian sudut gambar
Prinsip tracking ini merupakan bagian utama dalam ARToolkit yaitu merupakan proses
Main Loop (Proses ke 2 sampai 5) dalam Outline aplikasi. Perlu diketahui ARToolkit
menggunakan tiga sistem koordinat yang memegang peranan penting dalam proses
tracking ini, yang pertama adalah Observed Screen Coordinates yaitu sistem koordinat
dari monitor PC kita. Kedua Camera coordinate atau Camera ideal coordinat yaitu
system koordinat dari kamera yang digunakan untuk menangkap input video frame, dan
yang ketiga sistem koordinat dari marker itu sendiri. Hubungan antar posisi dan sistem
koordinat mana yang dipakai sangat penting untuk menentukan letak marker dan proses
rendering objek virtual ke atas marker. Berikut adalah ilustrasi dari ke tiga sistem
koordinat tersebut :
Gambar 4. Sistem Koordinat AR
Proses
tracking
dimulai
saat
ARtoolkit
menangkap
video
frame
kemudian
menganalisanya untuk mendeteksi marker. Untuk mendeteksi dan mengidentifikasi
marker dilakukan proses treshholding, labeling, contour extraction, line corner
estimation, dan identifikasi pola marker dengan cara membandingkan pola marker yang
terdeteksi dengan file pola marker yang dibaca oleh program pada saat proses inisialisasi
(proses ke-1 dalam outline aplikasi). Dari video frame tersebut akan didapatkan data
seperti koordinat titik tengah marker, persamaan garis untuk tiap tepi marker, arah rotasi
marker dan titik sudut marker. Data dari proses pendeteksian marker menggunakan
sistem koordinat kamera atau ideal screen, didapat setelah melakukan pengkompensasian
terhadap distorsi gambar yang terjadi karena kita sebenarnya melihat menggunakan
observed screen coordinate.
Data yang didapat dari proses tersebut sangat penting untuk perhitungan camera
transformation (tahap ke-4 dalam outline application). Camera transformation bertujuan
untuk mendapatkan posisi kamera relatif terhadap marker dalam koordinat ideal screen.
Kemudian tahap terakhir adalah menggambar objek di atas marker. Dari sub-bab
sebelumnya dapat dilihat source code untuk objek rendering menggunakan Open GL,
sehingga posisi kamera-marker yang didapat harus diubah kedalam format Open GL, dan
kordinat sistem yang digunakan juga harus diubah kedalam koordinat sistem yang
dipakai oleh Open GL. Koordinat sistem Open GL memiliki orientasi yang sama dengan
marker coordinate. Dari hasil transformasi ini akan didapat koordinat posisi objek virtual
yang akan digambar. Berikut diagram proses tracking menggunakan computer tracking
menggunakan computer vision algorithm :
Gambar 5. Proses tracking AR
(Sobana,2010)